ลดแรงดันยังไง !!

สำหรับวันนี้ ผมขอมาพูดคุยกันแบบสนุกๆ ไม่ต้องวิชาการมากละกันนะครับ จะมาเล่าถึง ความลำบากในการลดแรงดันไฟ DC ที่ใช้ในวงจร ดูว่าจะเจอปัญหาอะไร แน่นอนครับว่าเราสามารถใช้ ตัวต้านทานเพียงแค่ตัวเดียวในการ ดรอปแรงดันให้กับโหลดได้ โดยอาศัย การต่อ ตัวต้านทาน อนุกรม กันกับโหลด ผมก้ใช้กฎของโอห์มในการคำนวณค่าความต้านทานออกมา ข้อดี ก็คือ เราสามารถ ลดได้ทั้ง แรงดัน และ ก็กระแส ซึ่งค่าความต้านทานที่เราคำนวณได้ หลายๆครั้ง มันจะออกมาไม่ตรงเป๊ะ เท่ากับ R ที่มีจำหน่าย แต่เราสามารถใช้ค่าที่มากกว่าเล็กน้อย มาใส่แทนได้ ถือว่าเป็นเรื่องสนุกสนาน และ มีท้าทาย เล็ก 10. นี่ครับ หลอดไฟของเราก็จะสว่างเต็มที่ หลอดไม่ขาด ถึงแม้ว่าตอนนี้ผมใช้แรงดันมากกว่าที่หลอดต้องการถึง 4 เท่า ก็ตาม แต่อย่าลืมคำนวณหาค่าวัตต์ของ R ด้วยนะครับ ไม่งั้นเดี๋ยว R จะร้อนและไหม้ได้ ซึ่งข้อเสียของมันก็คือ แรงดันในส่วนที่เหลือนี่แหละครับ มันจะตกคร่อมอยู่ที่ R และจะถูกกระจายออกมาในรูปของพลังงานความร้อนครับ และ ถ้าโหลดกินกระแสไม่คงที่ ก็จะทำให้แรงดัน Output เปลี่ยนแปลง ตามกันไปครับ ต่อมาผมใช้ R อีกตัวหนึ่ง มาต่ออนุกรมกัน ทำเป็นวงจรแบ่งแรงดัน (Voltage Divider) โดยนำแรงดันที่ต้องการ ต่อออกจากจุดกึ่งกลางออกไปใช้ ก็ถือว่าได้ผลลัพท์ ที่ไม่ค่อยแตกต่างกันเท่าไหร่ครับ มันเหมาะสำหรับโหลดที่กินกระแสต่ำๆมากกว่า หรือ ใช้ในวงจรที่ต้องการแรงดัน อ้างอิง ออกไปใช้ (Reference Voltage) ถ้าหากโหลดดึงกระแสไปใช้เยอะๆ จุดแบ่งแรงดันจะผิดเพี้ยนไป และถ้า แรงดันของแหล่งจ่ายไม่คงที่ แรงดันของ output ก็จะเปลี่ยนแปลงขึ้นๆลงๆ ตามเช่น แต่ปัญหานี้จะหมดไป ถ้ามีเรา Zener Diode Zener Diode ถือว่าเป็นอุปกรณ์ ใช้งานง่ายราคาไม่แพง สามารถทำงานร่วมกับตัวต้านทานในวงจรได้ดี ในการรักษาแรงดันให้คงที่ได้ นี่ครับสังเกตุว่า ผมเพิ่มแรงดันแหล่งจ่ายสูงขึ้นไปมากๆ มันก็ยังรักษาแรงดัน อยู่แถวราวๆ 5V ได้ดี แต่ก็มีข้อจำกัดก็คือ Zener Diode สามารถรองรับกระแสได้เพียงจำกัด เท่านั้น ต้องคำนวณ R ไม่ให้กระแสไหลผ่าเยอะจนเกินไป ปกติก็ หลักสิบมิลลิแอมป์ เท่านั้นเองครับ เพราะฉะนั้นโหลดที่ต่อ ก็ได้รับ กระแสน้อยลง ตามไปด้วย สมมุติถ้าผมไม่ใส่ R ดรอปกระแสให้มัน ซีเนอร์ไดโอด ก็ชอบใจ เปลี่ยนสีหน้าใส่ แล้ว ก็พังลง ทันทีครับ สำหรับวิธีการที่ผ่านมา รวมๆแล้ว ตอนนี้ ปัญหาหลักๆ ก็น่าจะเป็น กระแสที่ปล่อยออกมาน้อยมาก ใช่ไหมครับ ไม่เป็นไรครับ ทุกปัญหาย่อมมีทางแก้ไข ผมก็เลยอาศัยใช้ ทรานซิสเตอร์ ตัวใหญ่ มารองรับกระแสพวกนี้แทน ตอนนี้ผมต่อไบอัสทำงานในโหมดการทำงานทั่วไปแล้วครับ ผมลองจ่ายไฟที่ 12V มันรักษาแรงดัน ประมาณ 4.9V ผมเพิ่มไฟไปเรื่อยๆ จนไปถึงราวๆ 20V ก็ยังรักษาแรงดันอยู่ที่ประมาณ 4.9V ได้อยู่ครับ ถือว่าทำงานได้ดีตามที่เราต้องการ แต่นี้ครับ พอมีโหลดดึงกระแสไปใช้ปุ๊บ ทรานซิสเตอร์ก็ร้อนทันที ยิ่งกระแสเยอะ ทรานซิสเตอร์ ก็ยิ่งร้อน และ ยิ่งแรงดันตกคร่อมมากเท่าไหร่ ความร้อนที่เกิดขึ้น มหาศาล มากเท่านั้น สังเกตุแค่เพียง 3A ทรานซิสเตอร์ที่ไม่มี ซิงค์ระบายความร้อน ทรานซิสเตอร์ของผมขาดไปแล้วครับ ทำไมถึงเป็นแบบนี้ ผมเปรียบเทียบสถานะการทำงานของทรานซิสเตอร์ อย่างงี้ละกันครับ ปกติมันจะมีอยู่ด้วยกัน 3 สถานะ สถานะที่ 1 Cut-off สถานะที่ 2 Active สถานะที่ 3 Saturation ตอนนี้ทรานซิสเตอร์ผม ทำงานในโหมด Active ในโหมดยืนย่อครับ คนที่ต้องยืนย่อแบบนี้ และต้องทำงานไปด้วยไม่ใช่เรื่องสนุกเลยครับ อีกทั้งยังมี กระแสให้เราแบก แรงดันตกคร่อมให้เราถือ มันก็ยิ่ง เหนื่อย เมื่อยล้า และทรมาน มากๆ ใช่ไหมครับ ในทรานซิสเตอร์ก็เหมือนกัน พลังงานเหล่านี้ ก็จะถูกใช้อย่างต่อเนื่องและสูญเสียไปในรูปความร้อน ต่อมาเขาก็ได้พัฒนาเป็นแบบ Linear Regulator IC ก็คือข้างในก็มี วงจรรวม มีอุปกรณ์ เหมือนเมื่อกี้นั้นแหละครับ ยัดเข้าไป ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน ซีเนอร์ ไดโอด อะไรอยู่ข้าง ทำหน้าที่ควบคุมและลดแรงดันไฟได้อย่างแม่นยำ และสุดท้ายครับ เป็นพวก Buck Convertor โมดูล StepDown Buck Converter ก็เป็นวงจรที่ทำหน้าที่ลดแรงดันไฟฟ้า เหมือนกันครับ ใช้หลักการของ การสวิตช์และการเก็บพลังงานในอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า สำหรับ วิธีการลดแรงดันมีหลากหลาย ขึ้นอยู่กับความต้องการใช้งาน หวังว่าเพื่อน ๆ จะได้รับไอเดียและความรู้จากคลิปนี้ ไปปรับใช้กันนะครับ ขอบคุณที่ติดตามรับชม และพบกันใหม่ในคลิปหน้า สวัสดีครับ!